EP0090678B1 - Dispositif de liaison, en file, d'éléments isostatiques - Google Patents
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- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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Definitions
- the present invention relates to a connecting device, in line, of at least two isostatic elements.
- connection by pulling two end pieces of neighboring elements arranged in a line does not lend itself, particularly in the case of relative vertical displacements, to the continuity of the connection; moreover, the variations in distance between these ends are so great that the sliding joint devices must be complex to compensate for them.
- DE-A-1 299 104 has also already proposed a connecting device, in line, between ends of facing isostatic elements comprising, between the upper parts thereof, at least one tensioned tie rod and, between said upper parts a member placed in a permanent precompression state at least by said tie rod.
- the subject of the invention is a device of this type, but characterized in that the said elements being beams formed by two members connected by a core, the compressed member is a tubular cylinder filled with concrete, freely traversed by the tie rod and pressed against the lateral appendages of the beams by means of stacks formed of sheets and alternating layers of elastomer.
- each span working independently of the other two, can be calculated separately.
- the joint F which separates two consecutive spans can vary in width (under the effect of loads and expansions) as well as in elevation between its opposite edges.
- the tie rods G keep the struts H interposed between the beam ends in a state of permanent compression.
- this strut maintains practically constant the width of the joint F which, in this way, is easy to bridge with a flexible joint.
- this device placed at the top of the beam ends, makes it possible to vary the angle formed by the facing faces of the beam ends, which is easily compensated for by a slight longitudinal bending of the device bridging the joint. , and by the displacement of the lower parts of the beams on their supports.
- the beams 1 1 , 1 2 , 1 3 of the same span are connected, transversely, near their ends, by a transverse beam or spacer 2 which serves to support the connecting devices 4 detailed in FIGS. 3 and 4.
- the transverse beams 2 1 and 2 2 ( Figure 3), respectively connecting the beams 1 a and 1 b of two adjacent spans, are connected by tie rods 5 each formed by a steel bar threaded at its ends.
- the nuts 6, of the ball-and-socket type, are supported on the conical flares 7a of support blocks 7.
- These tie rods pass through the tubes 8 which are engaged in the boreholes 9 formed in the beams 2 1 and 2 2 which allow the passage of said tie rods.
- O-rings 10 housed in the boreholes 9 provide a certain freedom to the tubes 8 and the sealing of the passage channel of the tie rod.
- the tie rod 5 keeps the concrete 11 contained in a tubular cylinder formed by the concentric tubes 12 and 13 in a state of permanent compression. They are closed at their ends by the annular plates 14.
- the support blocks 7 can be mixed and consist of a metal plate (7b) and a concrete body. These blocks 7 are pressed against the beams 2 1 and 2 2 by means of seals 28, improving the conjugation of the bearing faces and preventing the penetration of water into the tubular elements.
- the end of the tie rod may be capped with a cap 18 fixed against the metal part of the block 7.
- a linear flexible joint 20 can be forced between the facing beam ends; it can serve as a support for a plastic substance 21 for filling the joint.
- the joint is covered by the sealing layer 23 which covers the running surface of the beams and the whole is coated by the wear layer 24.
- This variation is even smaller than the pre-stressed assembly constituted by the tie rod and the tubular cylinder compressed to a length such that it can compensate, without varying the length, the stresses which tend to vary the distance between the ends of the two beams.
- a slight variation in the alignment of the plane of the webs can be compensated for by the annular stacks of sheets and elastomer layers and by the clearance which the coaxial tubes 8 and 13 provide and the freedom of the tie rod 5 in the tube. 8.
- the angle formed by the facing faces of the transverse beams may vary with the passage of rolling loads over the structure.
- the invention applies to all works, and in particular to bridges formed by independent spans.
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Description
- La présente invention concerne un dispositif de liaison, en file, d'au moins deux éléments isostatiques.
- On sait que, pour réaliser des ouvrages à grande portée avec appuis intermédiaires, il est souvent préférable de mettre en oeuvre plusieurs éléments isostatiques ou poutres reposant en file, chacune sur deux appuis, plutôt qu'une poutre continue nécessitant un alignement rigoureux de tous les appuis et un renforcement au droit de chacun des appuis intermédiaires. En outre, le site et le profil en long de l'ouvrage excluent souvent la mise en oeuvre de poutres continues. En revanche, chacune des travées indépendantes de l'ouvrage, notamment d'un pont, se comporte alors individuellement, en ce qui concerne particulièrement les dilatations, les déformations (pour causes internes ou externes) de sorte que des dispositifs de raccordement particuliers sont nécessaires au droit des appuis intermédiaires.
- Afin de réduire ces inconvénients, on a déjà proposé, pour deux travées reposant individuellement sur un même appui double, de relier entre eux leurs abouts au moyen de tirants tendus et d'un joint glissant constitué par une surface de pontage des deux abouts raccordés.
- Cette réalisation se révèle à l'usage peu satisfaisante ; d'une part, la liaison par tirant de deux abouts d'éléments voisins disposés en file se prête mal, notamment en cas de déplacements verticaux relatifs, à la continuité de la liaison ; en outre, les variations de distance entre ces abouts sont si grandes que les dispositifs de joint glissant doivent être complexes pour les compenser.
- On a également déjà proposé, dans DE-A-1 299 104 un dispositif de liaison, en file, entre abouts d'éléments isostatiques en regard comprenant, entre les parties supérieures de ceux-ci, au moins un tirant tendu et, entre lesdites parties supérieures un organe mis en état de précompression permanent au moins par ledit tirant.
- L'invention a pour objet un dispositif de ce type, mais caractérisé par le fait que lesdits éléments étant des poutres formées de deux membrures reliées par une âme, l'organe comprimé est un cylindre tubulaire rempli de béton, traversé librement par le tirant et appuyé contre des appendices latéraux des poutres par l'intermédiaire d'empilements formés de tôles et de couches d'élastomère alternées.
- Grâce à l'invention, c'est-à-dire à la nature des joints par l'intermédiaire desquels l'élément composite de liaison prend appui contre les abouts de travée qu'ils relient, joints qui permettent une rotation relative des éléments reliés tout déséquilibre transversal momentané, affectant une travée de l'ouvrage. n'affecte sensiblement pas, par effet de torsion. les travées encadrantes.
- Le dessin annexé joint à la description afférente fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre.
- La figure 1 montre en élévation un pont formé de trois travées indépendantes, réalisé selon l'invention.
- La figure 2 est une coupe sensiblement par 11-Il de la figure 1 d'un pont, suivant une variante de réalisation.
- La figure 3 est, en coupe axiale, un dispositif de liaison entre deux poutres.
- La figure 4 est une vue agrandie d'une extrémité de la figure 3.
- Sur la figure 1, entre les culées A et B, sont édifiées deux piles C1 et C2, l'ensemble supportant trois travées de pont D1, D2 et D3. Ces travées sont indépendantes et reposent à chacune de leurs extrémités sur un appui E, aménagé pour en permettre les variations de longueur (de préférence des appuis en élastomère fretté).
- Chaque travée, travaillant indépendamment des deux autres, peut être calculée séparément. Cependant, dans ces conditions d'indépendance, le joint F qui sépare deux travées consécutives peut varier en largeur (sous l'effet des charges et des dilatations) ainsi qu'en dénivelée entre ses bords en regard.
- On a déjà proposé, pour mieux associer entre elles des travées indépendantes successives, de les lier par des tirants tendus tels que schématisés en G au droit de la pile C1, sur la figure 1 et, en outre, de ponter le joint par des éléments glissants sur les abouts de poutres, ce qui entraînait des variations importantes de largeur du joint et de niveau entre ses bords.
- Sous forme simplifiée selon l'invention, les tirants G (pile C2) maintiennent en état de compression permanente les butons H interposés entre les abouts de poutres.
- Ainsi, ce buton maintient pratiquement constante la largeur du joint F qui, de la sorte, est facile à ponter avec un joint souple.
- Cependant, ce dispositif, disposé à la partie supérieure des abouts de poutre, rend possible une certaine variation de l'angle formé par les faces en regard des abouts de poutres, ce qui est aisément compensé par une légère flexion longitudinale du dispositif pontant le joint, et par le déplacement des parties inférieures des poutres sur leurs appuis.
- Les figures suivantes montrent une réalisation pratique de l'invention.
- Les poutres 11, 12, 13 d'une même travée sont reliées, transversalement, près de leurs extrémités, par une poutre transversale ou entretoise 2 qui sert d'appui aux dispositifs de liaison 4 détaillés sur les figures 3 et 4.
- Les poutres transversales 21 et 22 (figure 3), reliant respectivement les poutres 1 a et 1b de deux travées adjacentes, sont reliées par les tirants 5 formés chacun d'une barre d'acier filetée à ses extrémités. Les écrous 6, du type à rotule, sont appuyés sur les évasements coniques 7a de blocs d'appui 7. Ces tirants traversent les tubes 8 qui sont engagés dans les forages 9 ménagés dans les poutres 21 et 22 qui permettent le passage desdits tirants. Des joints toriques 10 logés dans les forages 9 assurent une certaine liberté aux tubes 8 et l'étanchéité du canal de passage du tirant.
- Entre les poutres 21 et 22, le tirant 5 maintient en état de compression permanente le béton 11 contenu dans un cylindre tubulaire formé par les tubes concentriques 12 et 13 fermés à leurs extrémités par les plaques annulaires 14.
- Contre les faces externes des plaques 14, sont appliqués les empilements de tôles 16 et de couches d'élastomère 17 vulcanisées contre ces tôles.
- L'ensemble du cylindre creux et des empilements est enserré entre deux plaques épaisses 15 que traversent, dans des trous taraudés, les goujons filetés 25 dont l'extrémité est appuyée contre les faces en regard des entretoises 2 par l'intermédiaire des plaques 26. Ainsi, le serrage des goujons 25 place en état de compression le béton 11 enfermé dans les cylindres 11 et les empilements 16, 17. Pour conserver cet état de compression, un bourrage de béton maté 27 est introduit entre les plaques 15 et 26.
- Cette compression préalable réduit l'effort nécessaire à la mise en compression définitive par le tirant 5, réduit aussi les efforts appliqués aux travées 1a et 1b dans le sens du rapprochement par ces tirants 5, enfin conserve la continuité de la transmission des efforts d'une travée à l'autre en cas de tendance à l'écartement de celles-ci. Comme représenté, les blocs d'appui 7 peuvent être mixtes et constitués d'une plaque métallique (7b) et d'un corps en béton. Ces blocs 7 sont appuyés contre les poutres 21 et 22 par l'intermédiaire de joints 28, améliorant la conjugaison des faces d'appui et empêchant la pénétration de l'eau dans les éléments tubulaires. En outre, à cette même fin, l'extrémité du tirant peut être coiffée d'un chapeau 18 fixé contre la partie métallique du bloc 7.
- Enfin, un joint souple linéaire 20 peut être forcé entre les abouts de poutre en regard ; il peut servir de support à une substance plastique 21 de remplissage du joint. Le joint est couvert par la couche d'étanchéité 23 qui couvre la surface de roulement des poutres et le tout est revêtu par la couche d'usure 24.
- Les variations d'état de contrainte des poutres au passage des charges entraînent à la fois des variations de l'état de tension des tirants et de compression des cylindres tubulaires, variations qui tendent à se compenser de sorte que la distance entre les parties supérieures d'abouts de poutres en regard varie très peu.
- Cette variation est d'autant plus faible que l'ensemble précontraint constitué par le tirant et le cylindre tubulaire comprimé à une longueur telle qu'elle peut compenser, sans varier sensiblement de longueur, les sollicitations qui tendent à faire varier la distance entre les abouts des deux poutres. En outre, une légère variation de l'alignement du plan des âmes peut être compensée par les empilements annulaires de tôles et de couches d'élastomère et par le jeu que ménagent les tubes coaxiaux 8 et 13 et la liberté du tirant 5 dans le tube 8.
- L'invariabilité pratique de la distance entre les parties supérieures des abouts de poutres entraîne un déplacement possible de leurs parties inférieures, lequel est permis par les dispositifs de support des poutres sur leurs appuis. Ainsi, l'angle que forment les faces en regard des poutres transversales est susceptible de varier au passage de charges roulants sur l'ouvrage.
- On réalise ainsi entre travées successives isostatiques d'un ouvrage d'art une liaison par butons articulés et précomprimés qui simplifie considérablement la réalisation des joints de roulement entre ces travées.
- L'invention s'applique à tous les ouvrages, et notamment aux ponts formés de travées indépendantes.
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